Bor trifluoride
Bor trifluoride, là một hợp chất vô cơ có thành phần chính gồm hai nguyên tố là bor và fluor, với công thức hóa học được quy định là BF3. Hợp chất này tồn tại dưới dạng thức một loại khí không màu có độc tính, tạo thành khói trắng trong không khí ẩm ướt. Nó cũng là một hợp chất thuộc nhóm acid Lewis, tiện dụng và là một hợp chất nền móng cho các hợp chất bor khác.
| Bor trifluoride | |||
|---|---|---|---|
| |||
| Tên khác | Trifluoroboran, perfluoroboran | ||
| Nhận dạng | |||
| Số CAS | |||
| PubChem | |||
| Số EINECS | |||
| ChEBI | |||
| Số RTECS | ED2275000 | ||
| Ảnh Jmol-3D | ảnh | ||
| SMILES | đầy đủ
| ||
| ChemSpider | |||
| UNII | |||
| Thuộc tính | |||
| Công thức phân tử | BF3 | ||
| Khối lượng mol | 67,8062 g/mol (khan) 103,83676 g/mol (2 nước) | ||
| Bề ngoài | khí không màu (khan) chất lỏng không màu (2 nước) | ||
| Khối lượng riêng | 0,00276 g/cm³ (khí khan) 1,64 g/cm³ (2 nước) | ||
| Điểm nóng chảy | −126,8 °C (146,3 K; −196,2 °F) | ||
| Điểm sôi | −100,3 °C (172,8 K; −148,5 °F) (khan) | ||
| Độ hòa tan trong nước | phân hủy tỏa nhiệt[1] (khan) tan nhiều (2 nước) | ||
| Độ hòa tan | tan trong benzen, toluen, hexan, clorofom và metylen chloride tạo phức với amonia, hydrazin | ||
| Áp suất hơi | > 50 atm (20 ℃)[2] | ||
| Mômen lưỡng cực | 0 D | ||
| Các nguy hiểm | |||
| Nguy hiểm chính | độc | ||
Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa). | |||
Lịch sử sửa
Bor trifluoride được Joseph Louis Gay-Lussac và Louis Jacques Thénard phát hiện năm 1808, với ý định ban đầu của họ là cố gắng tổng hợp được hợp chất "acid fluoric" bằng cách kết hợp calci fluoride với acid boric đông lạnh. Các hơi nước tạo thành trong hỗn hợp sau phản ứng đều thất bại trong việc khắc thủy tinh, do đó nó không phải HF, và họ đã đặt tên nó là khí fluorboric.[3][4]
Phản ứng sửa
BF3 có khả năng hòa tan trong HF tạo ra acid tetrafluoroboric:
BF3 + HF → HBF4
Acid này có thể tạo muối với nhiều kim loại khác nhau, như Fe(BF4)2, Cr(BF4)3,… Tác dụng với NaOH, cho ra hỗn hợp 2 muối natri tetrafluoroborat và borax (hàn the):
16BF3 + 14NaOH → Na2B4O7 + 12NaBF4 + 7H2O
Điều chế sửa
Trong công nghiệp sửa
BF3 được tạo ra bằng phản ứng của dibor trioxide với hydro fluoride:
B2O3 + 6HF → 2BF3 + 3H2O
Thông thường, HF được sản xuất tại chỗ từ acid sulfuric và calci fluoride (CaF2). Khoảng 2300-4500 tấn bor trifluoride được sản xuất hàng năm.
Trong phòng thí nghiệm sửa
Đối với các phản ứng quy mô phòng thí nghiệm, BF3 thường được sản xuất tại chỗ bằng cách sử dụng bor trifluoride etherat, là một chất lỏng có bán trên thị trường.
(C2H5)2OBF3 → (C2H5)2O + BF3
Các tuyến đường trong phòng thí nghiệm đến các vật liệu không chứa dung môi là rất nhiều. Một lộ trình được ghi chép rõ ràng liên quan đến sự phân hủy nhiệt của muối benzendiazoni tetrafluoroborat.
C6H5N2BF4 → C6H5F + BF3 + N2
Ngoài ra, nó phát sinh từ phản ứng của natri tetrafluoroborat , bor trioxide và acid sulfuric :
6NaBF4 + B2O3 + 6H2SO4 → 8BF3 + 6NaHSO4 + 3H2O
Ứng dụng sửa
Hóa học hữu cơ sửa
Bor trifluoride được sử dụng làm chất thử trong tổng hợp hữu cơ, điển hình như một hợp chất thuộc nhóm acid Lewis. Những ví dụ gồm: khởi đầu phản ứng trùng hợp của các hợp chất không bão hòa, như các hợp chất polyete; đóng vai trò là một chất xúc tác trong quá trình đồng phân hóa, acyl hóa,[5] ankyl hóa, este hóa, mất nước,[6] ngưng tụ và các phản ứng khác.[7]
Ứng dụng khác sửa
Các ứng dụng khác ít phổ biến hơn của bor trifluoride bao gồm: được áp dụng như chất phụ gia trong cấy ion; được sử dụng trong các máy dò neutron nhạy cảm trong các buồng ion hóa và các thiết bị để theo dõi mức độ bức xạ trong bầu khí quyển của Trái Đất; được sử dụng trong khử trùng; đóng vai trò như là một thông lượng để hàn magnesi; và dùng để điều chế diboran.[8]
Hợp chất khác sửa
BF3 còn tạo một số hợp chất với NH3, như BF3·NH3 là tinh thể màu trắng hay các phức BF3·2NH3, BF3·3NH3 đều là các chất lỏng không màu.[9]
BF3 còn tạo một số hợp chất với N2H4, như 2BF3·N2H4 (BF3·½N2H4) (nóng chảy ở 87 ℃) hay BF3·N2H4 (nóng chảy ở 260 ℃). Chúng đều là các tinh thể không màu.[10]
Tham khảo sửa
- ^ http://www.nap.edu/openbook.php?record_id=4911&page=266
- ^ Bản mẫu:PGCH-ref.
- ^ Gay-Lussac, J. L.; Thénard, L. J. (1809). “Sur l'acide fluorique”. Annales de Chimie. 69: 204–220.
- ^ Gay-Lussac, J. L.; Thénard, L. J. (1809). “Des propriétés de l'acide fluorique et sur-tout de son action sur le métal de la potasse”. Mémoires de Physique et de Chimie de la Société d’Arcueil. 2: 317–331.
- ^ Mani, Rama I.; Erbert, Larry H.; Manise, Daniel (1991). “Boron Trifluoride in the Synthesis of Plant Phenolics: Synthesis of Phenolic Ketones and Phenyl Stryl Ketones” (PDF). Journal of Tennessee Academy of Science. 66 (1): 1–8. Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 27 tháng 10 năm 2016. Truy cập ngày 27 tháng 10 năm 2016.
- ^ Sowa, F. J.; Hennion, G. F.; Nieuwland, J. A. (1935). “Organic Reactions with Boron Fluoride. IX. The Alkylation of Phenol with Alcohols”. Journal of the American Chemical Society. 57 (4): 709–711. doi:10.1021/ja01307a034.
- ^ “Boron Trifluoride (BF3) Applications”. Honeywell. Bản gốc lưu trữ ngày 8 tháng 9 năm 2013. Truy cập ngày 14 tháng 12 năm 2017.
- ^ Brauer, Georg (1963). Handbook of Preparative Inorganic Chemistry. 1 (ấn bản 2). Newyork: Academic Press. tr. 220 & 773. ISBN 978-0121266011.
- ^ The Encyclopædia Britannica: A Dictionary of Arts, Sciences, Literature & General Information. 13th Ed., Being Volumes One to Twenty-eight of the Latest Standard Edition with the Three New Volumes Covering Recent Years and the Index Volume, Tập 4 (Hugh Chisholm, James Louis Garvin; Enclycopædia Britannica, 1926), trang 268. Truy cập 24 tháng 12 năm 2020.
- ^ Boron: Boron compounds, Phần 15 (Leopold Gmelin, Karl Beeker; Springer-Verlag, 1977), trang 109. Truy cập 24 tháng 12 năm 2020.